Тепловые электростанции, как одни из основных источников загрязнения окружающей среды: влияние на окружающую среду и последствия работы предприятий

Принцип работы тепловых электростанций (ТЭС) заключается в сжигании топлива в топках паровых котлов, где образуется тепловая энергия пара. Через паровую турбину энергия пара преобразуется в механическую, которая в турбогенераторе превращается в электроэнергию. Около 90% всей электроэнергии вырабатывается на тепловых электростанциях. Но и по степени воздействия на окружающую среду теплоэнергетика стоит тоже на первом месте. В связи с этим актуальность снижения негативного влияния теплоэлектростанций на экологию ни у кого не вызывает сомнений.

Основные экологические проблемы тепловых электростанций

Процесс преобразования тепловой энергии в электрическую включает в себя три стадии:

1. Начальная – добыча, переработка и транспортировка топлива.
2. Основная – производство тепла или электроэнергии.
3. Заключительная – транспортировка и переработка отходов, их удаление.

Любая стадия технологического цикла оказывает существенное влияние на окружающую среду.

Вредные выбросы в атмосферу

Основными видами органического топлива, используемыми на тепловых электростанциях, являются газ, мазут, сланцы, уголь, торф. Среди них природный газ признан самым экологически безопасным топливом.

Уже на начальном этапе добычи топлива происходят значительные выбросы с мест добычи, например, с угольных разрезов. Пыль, углекислый газ, оксид азота и другие вещества, образующиеся при взрывных работах и выхлопах мощного карьерного транспорта, загрязняют территорию в радиусе 3-4 км от мест разработок.

При сжигании указанных видов топлива в атмосферу попадают токсические вещества:

• природного газа – оксиды углерода, оксиды азота, бензапирен;
• угля – к вышеперечисленному добавляются оксиды серы, зола, радиационные составляющие минеральной части;
• мазута – добавляются оксиды ванадия.

Разрушение озонового слоя

Находясь в 30 км от поверхности земли, озоновый слой выполняет защитную функцию, поглощая излишнее агрессивное ультрафиолетовое излучение. Содержание в отводящих дымовых газах тепловых электростанций некоторых продуктов горения влияет на сохранность озонового слоя земли. Соединения водорода, азота и хлора в стратосфере вступают в реакцию с озоном и разрушают его. Образуются дыры в озоновом слое, которые приводят к повышению активности солнечной радиации. Это негативно влияет на растения, нарушая процессы фотосинтеза, а также на животных и человека, провоцируя ожоги и кожные болезни.

Кислотные дожди

Продукты горения органического топлива, такие, как метан, угарный газ, хлорфторуглероды, какое-то время находятся во взвешенном состоянии, а затем выпадают на землю в виде осадков, загрязняя почву и водоёмы. В частности, соединения серы и азота под действием солнечного света окисляются и образуют кислотные дожди. Они губительны для растений, вызывая химические ожоги и отмирание его частей, ухудшают качество сельскохозяйственной продукции. Человек, попав под кислотный дождь, рискует заболеть бронхо-лёгочными и сердечно-сосудистыми болезнями.

Сточные воды

Все стадии технологического процесса в теплоэлектростанциях требуют большого расходования воды. Большая часть воды направляется на охлаждение конденсаторов паровых турбин.

Около 7% от общего расхода воды станцией приходится на химическую промывку систем зольного, шлакоудалительного и прочего оборудований. Как правило, это растворы едкого натра, соляной кислоты, солей аммония. Они и являются основными составляющими примесного загрязнения сточных вод теплоэлектростанций.

Кроме этих химических элементов, сточные воды несут в себе нефтепродукты, фенолы, ванадий, фтор, различные реагенты и осветлители. При сбросе в водоёмы сточные воды предприятий теплоэнергетики неизбежно вызывают серьёзное химическое загрязнение окружающей гидросферы. Это приводит к уменьшению популяций гидробионтов и цепной реакции угнетения всей флоры и фауны водоёма.

Тепловое загрязнение

Представляет опасность и тепловое воздействие с охлаждающей водой, которое провоцирует так называемое тепловое загрязнение водоёмов. Даже при незначительном повышении температуры в водоёме ускоряются все химические реакции, увеличивается дефицит кислорода. Типично водные объекты могут со временем превратиться в болотные. Как следствие, в таком водоёме поражается фауна, сокращается прирост водорослей, рыба становится малоподвижной, мало ест и плохо размножается. Прирост на 3 градуса по сравнению со среднемесячной температурой в водоёме представляет серьёзную угрозу рыбному хозяйству.

Проблемы, связанные с отходами

Ежегодно тепловые электростанции оставляют тонны твёрдых отходов в виде золы, шлака. Их практически не утилизируют, складируя на специальных полигонах. Эти территории становятся очагами захоронения таких токсичных веществ, как тяжёлые металлы, оксиды кремния и алюминия, бензапирен.

Почва накапливает в себе все загрязнители, становясь не пригодной для какого-либо иного использования.

Токсические испарения поднимают мелкодисперсные вещества в атмосферу, а дождевые и талые воды приносят загрязнители со свалок и полигонов в ближайшие водные объекты.

Иные загрязнения

Вблизи тепловых электростанций, работающих на угле, а также рядом с полигонами их отходов, всегда превышен естественный радиационный фон. Это обусловлено содержанием в угле радиоактивных изотопов, которые попадают в окружающую среду вместе с другими продуктами сгорания.

Работа тепловых электростанций также способствует электромагнитному и шумовому загрязнению окружающей среды.

Экологические последствия работы ТЭС

При дальнейшем активном использовании тепловых электростанций становятся неотвратимы такие последствия:

• количество невозобновляемых природных ресурсов, используемых в качестве топлива, подходит к концу;
• возникает дефицит кислорода из-за выжигания, парниковый эффект;
• происходит деградация водоёмов и почв, заражённых выбросами тепловых электростанций;
• изменяется микроклимат и ландшафт прилежащих районов;
• наносится вред качеству жизни и здоровью населения.